低温泡沫钻进技术在漠河盆地冻土井工程的试验研究.pdf

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1、第42卷第5期探矿工程(岩土钻掘工程)Vol_42No．52015年5月ExplorationEngineering(Rock＆SoilDrillingandTunneling)May．2015：16—18低温泡沫钻进技术在漠河盆地冻土井工程的试验研究郭威一，孙中瑾，孙友宏，贾瑞一，计胜利一，王元一，陈光华'(1．吉林大学建设工程学院，吉林长春130026；2．国土资源部复杂条件钻采技术重点实验室，吉林长春130026)摘要：低温泡沫钻进技术除了具有岩心采取率高、钻进效率高和孑L内事故少的特点之外，还具有低导热性、低热容量及对钻

2、井孔壁的热干扰小等特点。低温泡沫系统由空压机、泡沫液罐、热交换器、泡沫发生器和参数监测系统组成。通过对泡沫液和空气制冷后，经发泡器混合后可获得低温泡沫。利用低温泡沫作为冲洗介质进行取心钻进，孔内返出的泡沫经消泡后，可再次循环利用。该技术在漠河盆地冻土井工程中进行了应用，经试验数据分析，低温泡沫对冻土层温度的影响极小，岩心采取率高，满足冻土层取心钻进工作的要求。关键词：低温泡沫；冻土层；取心钻进；漠河盆地中图分类号：P634．6文献标识码：A文章编号：1672—7428(2015)05—0016—03ExperimentalRes

3、earchonLowTemperatureFoamDrillingTechnologyinMoheBasinPermafrost／GUOWei，SUNZhong-jin'，SUNYou—hong'，JIARui'，JlSheng—li’，，WANGYuan’，，CHENGuang—hua，(1．CollegeofCon—structionEngineering，JilinUniversity，ChangchuJilin130026，China；2．KeyLaboratoryofMinistryofLandandRe—source

4、sOilComplicatedConditionsDrillingTechnology，ChangchunJilin130026，China)Abstract：Besideshighcorerecoveryofdrillinghole，highdrillingeficiencyandfewdrillingaccident，lowtemperaturefoamdrillingtechnologyhascharacteristicsoflowthermalconductivity，lowthermalcapacityandlittl

5、einfluencetoboreholewalls．Thelowtemperaturefoamsystemiscomposedofaircompressor，foamliquidtank，heatexchanger，foamgeneratorandparametermonitoringsystem．Thelowtemperaturefoamcanbeobtainedinfoamgeneratorbymixingcooledlow—tem-peraturefoamingagentandair．Whilecoringdrilling

6、withthelowtemperaturefoamascirculationmedium，thereturnedfoamcanberecycledagainafterdefoaming．ThistechnologyhasbeenappliedinfrozenformationinMohebasinAccordingtotheexperimentaldataanalysis，thelowtemperaturefoamdrillingtechnologyhaslittleeffectonthepermafrosttempera—tu

7、re，andhighcorerecoverycanmeettherequirementofpermafrostdrilling．Keywords：lowtemperaturefoam：permafrost；coredrilling；Mohebasin0引言更小，可满足获得较低温度岩心的要求。同时，对井冻土是指0oC以下，并含有冰的各种岩石和土壁温度的干扰也极小，可准确判定冻土层的厚度和壤¨]。冻土对温度极为敏感，钻进中冲洗介质的层位。温度必须保持在0cc以下，避免冲洗介质对地层温(2)制冷能量利用率高。由于泡沫的热容量仅度的影响

8、_3J。泡沫是气体分散在液体中所形成的为水的1／4，在满足钻进工艺要求的前提下，所需泡分散体系，稳定泡沫中气液比多控制在60～沫体积与泥浆体积基本相当，一旦达到所需的制冷100l5-61。低温泡沫钻进技术是指所生成的泡沫温温度后，在完成一次井下循环后，泡沫上升的